離岸風力發電

离岸风机示意图，图片来源:推动能源转型 [[台湾]首座离岸风机预计明年商转]智动化，2016-11-07

离岸风力发电，又称离岸风能，系于海上建设风力发电厂，风向较陆上风力稳定，在同样时间内能提供更多的电力，且设施远离民众居住地，受到邻避设施的反弹也较小。

简介

离岸风力发电是目前全球相当热门的绿能产业之一，因机电设立在海上，施工难度及建设成本远高于陆域风机。为了达到经济效益，风机一次规划建设的数量多半在 30 只以上，甚至多达上百只，形成一个“离岸风场”。包含风机、海底基础、电缆、海上变电站、陆上电力系统，都是建设离岸风场必要设施。

新兴产业

2008年金融海啸后离岸风力发电仍不畏全球景气困境，呈指数型高速成长。2015年以前离岸风力发电成本通常较陆上发电成本为高，但自2016年起全球各地离岸风力发电竞标价格较过去显著下降。离岸风能目前每度电的发电成本，仍远高于传统的火力发电。

设立开发

离岸风场的开发可分三阶段：开发前置作业、风场建设、风场设完后之运转维护工作。前置作业包含环境调查、许可申请、风场规划、渔权谈判、工作规划、工程分包等，非常复杂，花费的时间最久，一般要 1~5 年，甚至花费近 10 年亦不罕见。为了节省海事工程的费用，均会尽量缩短，风场一般只需要 1-2 年即可完成。

前置作业

离岸风机是非常大的结构物，要在海上这个充满不确定因素的环境中，调动各式工作船分工合作，安装这么大的结构物；在工程、管理、风险管控上是非常大的挑战。工程包含:风机、海底基础、电缆、海上变电站、陆上电力系统等，风场建设完成后约可使用 20~25 年，此后要进行运转管理、维护（Operation & Maintenance，O&M），使风场能维持最佳的营运状况。风场使用年限到达后，即进行除役的工作。

若按市场机制自由竞争，难以吸引业者投入离岸风能开发。因此有意发展离岸风能的国家，政府均会以政策补助。故在衡量一个国家的离岸风能产业前景时，该国政府的政策及补助方案，是非常重要的考虑因素。台湾 105 年度趸购费率为每度电 5.7011 元（依据能源局 105 年趸购费率听证会简报，国内电业化石燃料发电平均成本 103 年度为 2.7446 元）。

政府协力

离岸风场开发牵扯到的机关团体非常多；可能影响既有航道、渔场，要申请土地、海域、空域使用，常要与国际技术、机具、人员、资金合作。这些沟通协调工作，牵扯到公权力的介入与法规的规划执行，绝非开发商可自行解决。因此各国政府的配套措施，是影响该国离岸风能产业发展及产业生态的重要关键。 相关工程如下:

• 海床地质探勘
• 观测船
• 海象观测站
• 生态考察船
• 海底电缆铺设
• 水下作业机器人
• 基础安装工作船 电缆施工船
• 建设母港

离岸风场建设需要使用的各阶段所需之专业工作船非常多，包含风机安装船（Turbine Installation Vessel，TIV）、起重船、电缆布放船、海洋观测船等高价值船舶及人员运输船（Crew Transfer Vessl，CTV）等价格较低，但需求数量非常多的小型船舶，潜在商机非常可观。

各国规模

离岸风力发电装置容量(百万瓦) ，欧洲是海上风电的世界领先者，1991年在丹麦安装了第一座离岸风电场（Vindeby）。2009年，欧洲海上风机平均额定容量约为3 MW，未来风机容量预计将增至5 GW。

到2014年1月，已经在欧洲建设了69个离岸风电场，年平均额定容量为482 MW。 欧洲海域离岸风电场总装机容量达到6,562 MW。英国迄今为止最大容量为3,681 MW。丹麦排在第二位，安装了127.1 MW，比利时排在第三位，总计571 MW。 其次是荷兰（247 MW），瑞典（212 MW），芬兰（26 MW），爱尔兰（25 MW），西班牙（5 MW），挪威（2 MW）和葡萄牙（2 MW））。 2017年底，全球离岸风力发电总装置量为18,814百万瓦特 (MW)，其中84.4%位于欧洲。英国为全球离岸风力发电装置量最多的国家，占36.3%；德国位居第二，占28.4%；中国大陆位居第三，占14.8%。

荷兰波瑟勒 (Borssele) 1号与2号离岸风力发电场，合计装机容量为700百万瓦特 (MW)，2016年竞标合约价格已降至每度电0.0727欧元 (€72.70/MWh)，若包含输电设备为每度电0.087欧元 (€87/MWh)；另外，丹麦 Kriegers Flak 离岸风力发电场装机容量为600百万瓦特 (MW)，竞标合约价格更降至每度电0.0499欧元 (€49.90/MWh) (不含输电设备)。但前述风力发电厂与计画中的 Dogger Bank 4,800百万瓦特 (MW)、Norfolk Bank 7,200百万瓦特 (MW)及Irish Sea 4,200百万瓦特 (MW)等相比，规模仍为较小。

截至2018年，全球已营运的离岸风力发电厂当中，英国Walney Extension 离岸风力发电场装机容量为 659百万瓦特 (MW)，为世界最大的离岸风力发电场；而装机容量 630百万瓦特 (MW) 的英国伦敦阵列 (London Array) 风力发电厂则为第二大；装机容量 600百万瓦特的荷兰 Gemini 则位居第三。

在欧洲以外，中国大陆政府已经制定了到2015年安装离岸风电装机容量5 GW的宏伟目标，到2020年将达到30 GW，这将超出其他国家的容量。2014年5月，中国大陆离岸风电装机容量为565 MW ，2016年中国离岸风电装机容量增加到832 MW，其中636 MW是中国大陆制造。

实际挑战

风机寿命为20-25年，在丹麦有专门的除役公司，能以每百万瓦2到4百万丹麦克朗的价格回收机组，此费用于建构时由拥有者所保证。风机结构的自然频率应避开震动频率及风机叶片的疲劳载荷。强烈海风吹起的海浪造成“咸水烟”，可能严重侵蚀风力发电机结构与电气设备。运输时的受力和损坏评估包括多项:

• 腐蚀
• 施工不易
• 维修不易
• 风力电场对航行安全的影响。
• 离岸风力电场对渔业的影响。

商机潜力

绿能科技为新政府五大产业（生物医药、绿能科技、智慧机械、国防航太以及亚洲矽谷）之一。目前本国政府规画之离岸风能装置容量，依据“千架海陆风力机计画”于 2015 年核定之推动目标。以每只风机 5 MW 来预估依据能源局 105 年趸购费率听证会简报，离岸风场建设成本为每 MW 新台币 180.1 万元，运转维护成本为每 MW 每年 5,844 千元。

前景预测

2020年预测估计欧洲水域的离岸风电场容量为40 GW，这将提供欧盟电力需求的4％。欧洲风能协会（WindEurope）已经设定到2020年达到40 GW的目标，到2030年达到150 GW，预计2020年全球离岸风电装机容量将达到75 GW，其中有来自中国大陆和美国将显著的贡献。

经济合作与发展组织（OECD）预计离岸风电将在2030年达到海洋经济的8％，其产业将雇用43.5万人，增加价值2300亿美元。

台湾近况

台湾至 2030 年有 4 GW的离岸风场规模时，风场建设总产值约 7,200 亿元；各项建设工作的潜在市场价值如表 2。其中海底基础供应（制造）、风机及海底基础安装海事工程，为本公司主要可参与之项目；总计市场价值达 2,304 亿元。运转维护工作 2030年时年产值达 233 亿元。专案开发费用 4% 288 亿元，设备供应费用风机 39% 2,808 亿元，海底基础 16% 1,152 亿元，其他 15% 1,080 亿元，安装费用 风机安装海事工程 9% 648 亿元，海底基础安装海事工程7% 504 亿元，其他设备 10% 720 亿元，离岸风能开发，为目前本国政府主要推动政策之一；在国家支持下，未来的发展应是可以期待的，市场潜藏价值庞大。

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